بخش 1 فصل 2 آموزش خط به خط شیمی یازدهم شامل موارد زیر می باشد:
- مقدمه
- دما و انرژِ گرمایی
- گرما و یکاهای آن
- ظرفیت گرمایی و گرمای ویژه
- مسائل ظرفیت گرمایی
1- مقدمه | آموزش خط به خط شیمی یازدهم
| دانلود جزوه تمامی فرمول های شیمی |
دانشمندان اجزای بنیادی جهان مادی را ماده و انرژی می دانند. خبرها حاکی از آن است که انرژی ار راه های گوناگون با ماده در ارتباط است؛ به طور مثال کاهش جرم خورشید ( به دلیل انجام واکنش های هسته ای در خورشید ) به عنوان تنها منبع حیات بخش انرژی، تبدیل ماده به انرژی را تأیید می کند.
بخشی از انرژی خورشید در گیاهان و سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز ذخیره می شود و به این ترتیب انرژی مورد نیاز ما را تأمین می کند. سوخت و غذا دو منبع مهم تأمین انرژی ما هستن!
غذا همواره نقش محوری در رشد، تندرستی و زندگی انسان داشته است. افزایش جمعیت جهان عاملی تعیین کننده برای تأمین غذا بوده و هست!
با توجه به نمودار زیر که تولید و مصرف جهانی غلات را در دهۀ اخیر نشان می دهد، می توان گفت که به طور کلی در دهۀ اخیر با افزایش جمعیت جهان، میزان بهره برداری ( مصرف ) غلات زیاد شده است.
توجه: با توجه به نمودار بالا، هر چند در سال 2016 میزان تولید و ذخیرۀ غلات نسبت به سال 2006 بیشتر است، اما در این بازۀ زمانی 10 ساله نمودار آنها روند ثابت و یکنواختی ندارد ( برخی جاها صعودی و بعضی جاها نزولی بوده است )، در حالی که میزان بهره برداری از غلات در طی این 10 سال همواره افزایشی بوده است.
با پیشرفت دانش و فناوری، تولید فراورده های کشاورزی و دامی افزایش یافته و غذا به روش صنعتی تولید می شود. در تولید انبوه، به دلیل فساد مواد غذایی و دشواری نگهداری آنها، حفظ کیفیت و ارزش مواد غذایی بسیار مهم است. برای تولید غذا در حجم انبوه به فعالیت های صنعتی مختلفی مانند تولید، حمل و نقل، نگهداری، فرآوری و … نیاز است.
به مجموعۀ حوزه هایی که طی آن مواد غذایی تولید، برداشت و فراوری شده و برای مصرف نهایی آماده می گردد، صنایع غذایی گفته می شود. واضح است که در این صنعت همانند دیگر صنایع، منابع شیمیایی، سطح وسسیعی از زمین های بایر و حجم زیادی از آب های قابل استفاده در کشاورزی ( آب شیرین ) مصرف می شود.
توجه: همۀ فرآیندهایی که گفتیم، وابسته به انجام واکنش های شیمیایی هستند که هر یک آهنگ ( سرعت ) ویژه ای دارند. این واکنش ها، دمای بدن را نیز کنترل و تنظیم می کنند.
بدن برای انجام فعالیت های خود به ذره های مختلفی از جمله اتم خا، مولکول ها یا یون ها احتیاج دارد. بخش عمدۀ این ذره ها در بدن ما، از غذایی که می خوریم، تأمین می شود.
در شرایط سوء تغذیه، بدن کم کم ضعیف شده و شرایط بیماری فراهم می شود. در ضمن اگر مقدار ذره ها در وعده های غذایی زیاد باشد، سبب چاقی و دیگر بیماری ها خواهد شد.
بدن ما برای انجام فعالیت های ارادی و غیر ارادی مختلف به ماده و انرژی نیاز دارد؛ البته انرژی مواد غذایی یکسان نیست. انرژی هر مادۀ غذایی به نوع ماده و مقدار آن بستگی دارد؛ به طور مثال انرژی حاصل از سوختن گردو و ماکارونی با هم متفاوت است.
2- دما و انرژی گرمایی | آموزش شیمی یازدهم
ذره های سازندۀ یک ماده ( اتم ها، مولکول ها یا یون ها ) همواره و به طور نامنظم در حال جنب و جوش هستند. برای یک مادۀ معین، میزان جنبش ذره ها در حالت های فیزیکی جامد، مایع و گاز متفاوت است؛ به طوری که جنبش های نامنظم ذره ها در حالت گاز شدیدتر از مایع و آن هم شدیدتر از حالت جامد می باشد.
هر چه دمای یک ماده بالاتر باشد، جنبش های نامنظم ذره های آن شدیدتر است؛ به همین دلیل است که بوی غذای گرم آسان تر و سریع تر از غذای سرد به مشام می رسد
دیدیم که یک ویژگی مشترک همۀ مواد، وجود جنبش های نامنظم ذره های سازندۀ آنها در دمای معین است. هر چه دمای ماده بالاتر باشد، میانگین تندی و میانگین انرژی جنبشی ذره های سازندۀ آن بیشتر است؛ از این رو دمای یک ماده تعیین کنندۀ میزان جنب و جوش، میانگین سرعت و میانگین انرژی جنبشی ذره های سازندۀ آن می باشد.
توجه: یکای رایج دما، سلسیوس (ºC) است؛ در حالی که یکای دما در «SI» کلوین (K) می باشد. در ضمن نماد دما برحسب سلسیوس «θ» و بر حسب کلوین «T» است.
به مجموع انرژی جنبشی ذره های سازندۀ یک ماده، انرژی گرمایی آن ماده می گویند.
انرژِ گرمایی هم به دما و هم به تعداد ذره های سازندۀ ( جرم ) ماده بستگی داد. اگر تعداد ذره های سازندۀ دو نمونه از یک ماده برابر باشد، نمونه ای با دمای بیشتر، انرژِ گرمایی بیشتری دارد و اگر دمای دو نمونه از یک ماده برابر باشد، نمونه ای با تعداد ذره های سازندۀ ( جرم ) بیشتر، انرژی گرمای بیشتری خواهد داشت.
با توجه به این که انرژی گرمایی، هم به دما و هم به تعداد ذره های سازندۀ ماده بستگی دارد، مراقب باشید که:
- ممکن است دمای یک جسم بالاتر باشد، اما انرژی گرمایی آن کمتر باشد.
- ممکن است دو ماده دمای یکسانی داشته باشند، اما انرژی گرمایی آنها متفاوت باشد.
- ممکن است دو ماده انرژی گرمایی یکسانی داشته باشند، اما دمای آنها متفاوت باشد.
3- گرما و یکاهای آن | تدریس شیمی یازدهم
همانطور که می دانید، انجام یک فرآیند می تواند باعث تغییر دمای یک جسم شود. به آن مقدار انرژی گرمایی که به دلیل تفاوت در دما جاری می شود، گرما می گویند.
جهت جاری شدن انرژی گرمایی، از ماده ای با انرژی گرمایی بیشتر به ماده ای با انرژی گرمایی کمتر نیست، بلکه از ماده ای با دمای بالاتر ( که ممکن است انرژی گرمایی کمتری داشته باشد ) به ماده ای با دمای پایین تر است.
دما و انرژی گرمایی هر دو برای توصیف یک نمونه ماده به کار می روند، ولی گرما از ویژگی های یک نمونه ماده نیست. تغییر دما و گرما هر دو برای توصیف یک فرآیند به کار می روند.
گرما را با نماد «Q» نشان می دهند. یکای اندازه گیری گرما در «SI» ژول (J) است ولی از کالری (cal) هم برای بیان مقدار گرما استفاده می شود.
4- ظرفیت گرمایی و گرمای ویژه در شیمی
در این بخش با مفاهیم مهم ظرفیت گرمایی و گرمای ویژه در آموزش خط به خط شیمی آشنا می شوید.
تعریف ظرفیت گرمایی در شیمی | تدریس شیمی یازدهم در اصفهان
به مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یک جسم به اندازۀ یک درجۀ سلسیوس، ظرفیت گرمایی آن جسم می گویند.
به طور کلی ظرفیت گرمایی به دما، فشار، نوع ماده و مقدار آن بستگی دارد. چون ما بیشتر با دما و فشار اتاق ( 25ºC و 1atm ) سر و کار داریم، طبق گفتۀ کتاب « ظرفیت گرمایی در دما و فشار اتاق، علاوه بر نوع ماده به مقدار آن نیز بستگی دارد. »
تعریف گرمای ویژه | تدریس شیمی یازدهم در اصفهان
به ظرفیت گرمایی یک گرم ماده، ظرفیت گرمایی ویژه یا گرمای ویژه (c) آن ماده می گویند. به عبارت دیگر، مقدار گرمایی را که برای افزایش دمای یک گرم از یم ماده به اندازۀ یک درجۀ سانتی گراد لازم است، گرمای ویژه می نامند.
از آنجا که گرمای ویژه همواره به ازای یک گرم ماده است، پس گرمای ویژه به مقدار ماده بستگی ندارد. به طور خلاصه، گرمای ویژه در دما و فشار اتاق، تنها به نوع ماده بستگی دارد.
چند نکته مهم در مورد ظرفیت گرمایی
1- همانطور که در جدول صفحۀ 58 کتاب شیمی یازدهم چاپ 1401 آمده، گرمای ویژۀ آب نسبت به خیلی از مواد دیگر، بسیار بالاتر بوده و برابر با 4.184J.gr-1.K-1 است و بهتر است این عدد را به خاطر بسپارید.
2- به ازای دادن مقدار مساوی گرما به مواد مختلف با جرم یکسان، هر ماده که گرمای ویژه (c) کمتری دارد، افزایش دمای بیشتر است. به طور کلی هر چه گرمای ویژۀ ماده ای بزرگ تر باشد، مقاومت آن در برابر تغییر دما بیشتر خواهد بود؛ یعنی دمای آن کمتر تغییر می کند.
3- گرمای ویژۀ آب از روغن بیشتر است؛ بنابراین، به ازای جرم و تغییر دمای یکسان، آب نسبت به روغن زیتون گرمای بیشتری با محیط مبادله می کند. به همین دلیل است که اگر به دو ظرف فلزی یکسان که در دمای 25ºC قرار دارند و حاوی جرم های برابری از آب و روغن هستند، گرما دهیم تا دمای هر دو به مقدار معینی ( مثلاً 75 درجۀ سانتی گراد ) برسد و سپس در هر دو ظرف یک تخم مرغ بیندازیم، میبینیم که تخم مرغ در ظرف حاوی آب پخته می شود، اما روغن زیتون توانایی پختن تخم مرغ با این تغییر دمایی در همین مدت زمان را ندارد؛ زیرا به ازای یک تغییر دمای یکسان، آب گرمای بیشتری به نسبت به روغن زیتون جذب می کند و همین گرمای بیشتر باعث پختن تخم مرغ می شود.
4- در حاشیۀ صفحۀ 56 کتاب شیمی یازدهم چاپ 1401، می خوانیم که روغن و چربی از جمله ترکیب های آلی هستند که به دلیل تفاوت ساختار، رفتارهای فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارند.
5- مسائل ظرفیت گرمایی | آموزش خط به خط شیمی
مسائل این بخش که مربوط به ظرفیت گرمایی ویژه است را با تأمل بیشتری حل کنید.
تدریس خصوصی شیمی در اصفهان
برای موفقیت در امتحانات شیمی یازدهم، شیمی کنکور و امتحان نهایی شیمی، می توانید از کلاس های خصوصی شیمی سایت تدریس خصوصی استادلینک استفاده نمایید.
استادلینک با داشتن بهترین اساتید دروس مختلف در سراسر کشور و همچنین برگزاری کلاس های حضوری و آنلاین و ارائه بهترین خذمات با مناسب ترین هزینه، همواره در کنار شما دانش آموزان و داوطلبان کنکور سراسری است.
برای آگاهی از شرایط ثبت نام و جزئیات بیشتر به پشتیبانی سایت تدریس خصوصی استادلینک پیام دهید تا به شما مشاوره مناسب داده شود.
مقالات مرتبط فصل 2 آموزش شیمی یازدهم
با کلیک بر روی هر بخش زیر، می توانید به آموزش خط به حط شیمی ۲ بخش های مختلف فصل 2 دسترسی داشته باشید.
| بخش صفر آموزش شیمی یازدهم – اهمیت شیمی در کنکور سراسری |
| بخش 2 شیمی یازدهم – واکنش گرماده – گرماگیر – آنتالپی |
| بخش 3 آموزش خط به خط شیمی یازدهم – آنتالپی پیوند و استوکیومتری در گرما شیمی |
| بخش چهارم آموزش خط به خط شیمی یازدهم |
| بخش پنجم آموزش خط به خط شیمی یازدهم |
| بخش ششم آموزش خط به خط شیمی یازدهم |
